Maschinelles Lernen könnte Wissenschaftlern helfen zu verstehen, warum Vögel Plastik fressen

Seevögel im Pazifischen Ozean fressen Plastik und verfüttern es an ihre Küken. Aber wir wissen sehr wenig darüber, warum die Vögel das tun.

Durch die richtige Klassifizierung der aus den Mägen dieser Vögel entfernten Plastiksplitter hoffen die Forscher, Trends erkennen zu können, die auf eine Antwort hinweisen könnten.

Auf der abgelegenen Lord-Howe-Insel nisten die fleischfüßigen Sturmtaucher eine giftige Diät erhalten.

Während die Erwachsenen auf der Suche nach Fischen und Tintenfischen über das offene Meer fliegen, ernähren sie sich stattdessen von Teilen des reichlich vorhandenen Plastiks, das auf der Wasseroberfläche schwimmt. Die Erwachsenen nehmen diesen Kunststoff dann mit in ihre Nester und verfüttern ihn an ihre heranwachsenden Küken.

Diese Plastiknahrung kann die Küken töten, da das Material Chemikalien in ihren Körper abgibt. verursacht innere Narbenbildung und verhindert einfach, dass die Vögel echtes Futter fressen. Doch die genauen Gründe, warum Erwachsene überhaupt Plastik essen, sind immer noch nicht wirklich geklärt.

Eine Schwierigkeit besteht darin, dass die Analyse der Arten, Farben und Formen des von den Vögeln gefressenen Plastiks in der Vergangenheit sehr subjektiv war und von Forscher zu Forscher und von Studie zu Studie unterschiedlich war. Dies hat die Möglichkeit eingeschränkt, potenzielle Trends zu erkennen, die eine Antwort auf diese Fragen liefern könnten.

Dr. Joby Razzell Hollis ist ein Forscher am Natural History Museum, der eine Methode zur Standardisierung der Bewertung von Plastikverschmutzung entwickelt hat, wie sie beispielsweise aus den Mägen von fleischfüßigen Sturmtauchern stammt. Er verfügt über ein neues maschinelles Lerntool, das nicht nur automatisch misst, wie viele Stücke vorhanden sind, sondern auch deren Form, Farbe und Größe.

„Wir wissen, dass Seevögel wie der Fleischfüßer-Sturmtaucher und auch Meeresschildkröten Plastik fressen, weil sie es mit Nahrung verwechseln“, sagt Joby. „Und eine der Fragen, die wir für diese Arten nicht ausreichend beantworten konnten, ist, was Plastik so attraktiv macht.“

„Zielen sie auf bestimmte Farben oder geht es nur darum, wie sichtbar sie im Meer sind? Das würde Fragen über den Stil und die Strategien der Nahrungssuche aufwerfen. Aber es könnte uns auch eine Möglichkeit geben zu verstehen, ob sie auf bestimmte Arten von Kunststoffen abzielen.“ Wir wissen also, dass es sich dabei um die Arten von Plastik handelt, die wir so schnell wie möglich aus dem Meer entfernen sollten.“

Die Arbeit wird demnächst in der Zeitschrift veröffentlicht Methoden in Ökologie und Evolution aber ist bereits online verfügbar.

Warum fressen Vögel Plastik?

Obwohl die Auswirkungen der Plastikverschmutzung auf die Natur zunehmend erkannt werden, gibt es kaum Anhaltspunkte dafür, dass das Problem nachlässt.

Die weltweite Produktion des Materials steigt von Jahr zu Jahr weiter an, gleichzeitig gelangt auch weiterhin immer mehr Plastik in die Meere. Einige Schätzungen gehen davon aus, dass täglich bis zu 20 Millionen neue Plastikteile ins Meer gelangen.

Diese Verschmutzung verschwindet nicht, sondern fragmentiert und zerfällt in immer kleinere Brocken mit unterschiedlichen Auswirkungen auf die Meeresumwelt. Mikroplastik werden von Plankton gefressen und über die Nahrungskette weitergegeben, während größere Stücke oft von Vögeln, Schildkröten, Fischen usw. verzehrt werden Wale.

Während dies so ist nicht gut für die Gesundheit Bei diesen Tieren ist weniger klar, wie es tatsächlich ist Auswirkungen auf diese Arten. Es ist beispielsweise nicht so einfach zu sagen, dass die Überlebensrate eines Tieres umso geringer ist, je mehr Plastik es frisst.

„Es ist unklar, ob die Masse an Plastik den größten Schaden anrichtet“, erklärt Joby. „Frühere Studien haben keinen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen der Menge des gefressenen Plastiks und dem Schaden gezeigt, den es den Vögeln zufügt.“

„Es ist wahrscheinlicher, dass es auch von der chemischen Zusammensetzung oder sogar von Größe und Form abhängt.“

Das Problem entsteht, wenn Menschen versucht haben, diese Merkmale zu messen. Jemand, der sich ein Stück cremefarbenes Plastik ansieht, könnte zum Beispiel sagen, es sei entweder weiß, grau oder beige. Es ist äußerst schwierig zu wissen, ob Menschen Farben auf die gleiche Weise beschreiben, es ist einfach zu subjektiv.

Aber selbst wenn es um grundlegende Aspekte geht, die wir vielleicht als objektiv betrachten, wie etwa die Anzahl der von einem Vogel geborgenen Plastikteile, kann es Unstimmigkeiten geben. Beim Zählen von Hunderten winziger Teile machen Menschen immer Fehler und es kann lange dauern, die Größe und Form jedes einzelnen Teils zu messen und zu berechnen.

Dies wollte Joby standardisieren. Indem er Plastikstücke aus den Mägen von Vögeln auslegte und sie mit einer Farbkorrekturkarte fotografierte, konnte Joby mithilfe von maschinellem Lernen und Bildverarbeitung ein automatisiertes System zum Zählen und Kategorisieren der Scherben erstellen. Dies ermöglichte es ihm, nicht nur Hunderte von Bildern mit Tausenden von Plastikteilen in weniger als zehn Minuten zu verarbeiten, sondern dies auch auf eine Weise zu tun, die überall auf der Welt reproduziert werden kann.

„Dieser Prozess – für den ich den Code im Rahmen der Veröffentlichung des Artikels öffentlich zugänglich gemacht habe – kann auf jedes Foto angewendet werden, das unter relativ ähnlichen Bedingungen aufgenommen wurde“, sagt Joby. „Deshalb sollte es anderen Forschern die Möglichkeit bieten, die gleichen Arten von Daten zu erfassen, und zwar auf einheitliche Weise zwischen Forschern und Gruppen.“

Die Ergebnisse der Pilotstudie haben bereits gezeigt, dass sich die Zusammensetzung der Kunststoffe, die von fleischfüßigen Sturmtauchern gefressen werden, von Jahr zu Jahr ändert. Obwohl es noch nicht genügend Daten gibt, um herauszufinden, was hinter dieser Verschiebung stecken könnte, besteht die Hoffnung, dass Wissenschaftler in den nächsten Jahren viel besser in der Lage sein werden, diese Veränderungen zu erkennen und zu analysieren.

„Wir hoffen, dass dies unsere Fähigkeit, die Eigenschaften dieser Objekte in Zukunft zu überwachen, deutlich verbessern wird“, sagt Joby, „und es außerdem schneller und zuverlässiger macht, damit wir besser verstehen können, was mit Plastik im Ozean vor sich geht.“ „

Diese Geschichte wurde mit freundlicher Genehmigung des Natural History Museum erneut veröffentlicht. Lesen Sie die Originalgeschichte Hier.